圍欄封育對三江源區(qū)天然草地物種多樣性的影響

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(1.青海省草原總站，青海 西寧 810001；2.甘德縣草原工作站，青海 甘德 814100)

一般認為生物多樣性可以從基因、物種，生態(tài)系統(tǒng)和景觀四個水平進行研究，物種多樣性作為其中一種，可以用特定空間范圍內物種數量和分布特征進行衡量[1]，如利用“四度一量”數據對天然草地物種多樣性進行研究[2]。物種多樣性與天然草地地上植物量之間呈正相關關系，其豐富度、多樣性、均勻性、相似性指數隨群落演替呈規(guī)律性變化[3]。青海省作為全國四大牧區(qū)之一，天然草地牧草產量奠定了畜牧業(yè)經濟發(fā)展的基礎，因此省內科研院所及農業(yè)技術推廣部門將不同演替階段天然草地群落結構特征、經濟類群產量及其物種多樣性等作為了研究重點[4]。21世紀以來，青海省先后實施退牧還草、三江源生態(tài)保護和建設等重點生態(tài)治理項目，脆弱的天然草地生態(tài)系統(tǒng)得到了很大的改善。本文以甘德縣為例，對天然草地圍欄內外物種多樣性進行初步研究，以期為三江源自然保護區(qū)天然草地植被恢復和合理利用提供理論依據。

1 研究區(qū)概況

甘德縣位于青藏高原腹地、三江源自然保護區(qū)境內，東經99036’～100053’，北緯33033’～34024’，海拔高度3147～5039m，屬高寒大陸性氣候，年均溫0.1℃～2.5℃，年降水量456.9～563.9 mm，年均相對濕度61%～62%，≥0℃年積溫891.4～1 233.7℃,年日照時數2 450.8 h,無絕對無霜期。天然草地面積6.51×105hm2,其中可以用天然草地面積6.37×105hm2,分布有55科600余種植物，主要優(yōu)勢種植物為高山嵩草(Kobresiapygmaea)、線葉嵩草(Kobresiacapillifolia)、黑褐苔草(Carex atrofusca)、早熟禾(Poa annua)等[5-6]。

2 研究材料和方法

2.1 研究材料

2017年8月14日—8月20日，對三江源(甘德縣)天然草地生態(tài)監(jiān)測中，對山地草甸類垂穗披堿草型、高寒草甸類高山嵩草、雜類草型和線葉嵩草、雜類草型天然草地圍欄內外植物的種類、植株高度、植被覆蓋度、頻度進行數據測定，樣地面積10 m×10 m，樣方面積1 m×1 m。

2.2 研究方法

利用圍欄內外各植物種的植株高度、植被覆蓋度和頻度計算相應植物的相對頻度(RF)、相對蓋度(RC)、相對高度(RH)以及各植物種的重要值(IV),并據此計算Shannon-Wiener多樣性指數(H)、Margalet豐富度指數(R)、Peilow均勻性指數(E)、Sorensen相似性系數(SC)，公式如下[4,7]：

IVij=(RFij+RCij+RHij)/3

Pij=nij/∑nij

Hj=-∑(PijlnPij)

Rj=(Sj-1)/lnN

Ej=Hj/lnSj

SCjk=2Wjk/(Aj+BK)

上述計算公式中，IVij為物種i在樣方j的重要值；RFij、RCij、RHij分別為物種i在樣方j的相對頻度、相對蓋度、相對高度；Pij為物種i在樣方j的資源利用占它對全部資源利用的百分率；nij為物種i在資源梯度級j的數量特征值，本文中為物種i在樣方j的重要值IVij；Sj、Sk分別為樣方j和樣方j中的物種數；N為所有樣方的物種數；Wjk為樣方j和樣方k中的物種總數；Aj、BK分別為樣方j和樣方k中的物種數。

2.3 數據處理方法

利用Excel 10.0軟件試驗數據進行整理、計算，利用SPSS 22.0軟件對物種多樣性指數進行相關性分析。

3 結果與分析

多樣性、豐富度、均勻度等物種多樣性指標可以定量的反映天然草地群落結構、生境優(yōu)劣和系統(tǒng)演替等信息，對于合理利用天然草地具有重要的生態(tài)意義[8]。表1中，垂穗披堿草型、高山嵩草、雜類草型和線葉嵩草、雜類草型天然草地圍欄內的物種多樣性、豐富度、均勻性三個指標均大于圍欄外物種的相應指標，圍欄內外物種多樣性指標變化呈現出一致性，這說明研究利用的三個類型天然草地生態(tài)群落處于穩(wěn)定發(fā)展中。圍欄內高山嵩草、雜類草型天然草地多樣性、豐富度、均勻性三個物種多樣性指標分別為21.188、4.405和8.578，均為研究中各項指標的最大值，可以認為它是研究中圍欄內外三個草地型中的頂級群落，群落結構穩(wěn)定性最好。物種相似性系數反映了不同群落間的物種相似程度或親疏關系，相似性系數越大，相似程度越高，反之越低。高山嵩草、雜類草型圍欄內物種數15種，圍欄外物種數11種，并且圍欄外物種與圍欄內完全一致，圍欄內外物種相似性系數最小為1.154，說明高山嵩草、雜類草型圍欄內外物種相似程度最高。另外，對多樣性、豐富度、均勻性三個物種多樣性指標進行相關性分析，三個指標間在0.01水平上相關顯著，詳見表2。

表1 三個類型天然草地圍欄內外物種多樣性指標

表2 三個類型天然草地圍欄內外物種多樣性指標相關性分析

注：“**”表示相關在0.01水平上顯著。

4 討論

圍欄對于天然草地的意義在于其控制了放牧牲畜對圍欄內牧草的自由采食，有利于對圍欄內天然草地的合理有序利用。通過對甘德縣垂穗披堿草型、高山嵩草、雜類草型和線葉嵩草、雜類草型天然草地圍欄內外多樣性、豐富度、均勻度等物種多樣性指標的研究，可以看出，天然草地圍欄內的物種多樣性指標均大于圍欄外物種的相應指標，這說明圍欄封育對于改善三江源區(qū)天然草地生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)系統(tǒng)多樣性具有重要的生態(tài)意義。另外，圍欄固然可以提高天然草地物種多樣性，但是其僅僅作為改善生態(tài)環(huán)境的手段和途徑，具體的實踐效果和使用者對圍欄設施合理利用關系重大。并且天然草地物種多樣性的改變是降水、溫度等自然因素和圍欄、放牧等人為干擾共同作用形成的結果，就各方面因素對天然草地物種多樣性改善的貢獻率，尚需進一步研究。

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